Методические указания по физиологии растений Клетка
1 Явление плазмолиза и деплазмолиза 2
2 Определение сосущей силы растительных тканей методом струек (по Шардакову) 5
3 Определение осмотического потенциала клеточного сока методом Уршпунга 8
4 Зависимость набухания семян от характера запасных веществ. 11
5 Определение интенсивности транспирации и относительной транспирации весовым методом. 13
6 Значение пробки для защиты растений от потери воды 16
7 Флюоресценция и химические свойства пигментов листа. 20
8 Этиолированные растения. Обнаружение фотосинтеза методом крахмальной пробы (пробы Сакса). 28
9 Методы определения площади листьев 34
10 Потеря сухого вещества при прорастании семян 37
11 Определение интенсивности дыхания по количеству выделенного СО2 (методом Бойсен-Йенсена) 41
12 Определение дыхательного коэффициента прорастающих семян 46
13 Озоление растительных материалов. 48
14 Влияние солей тяжелых металлов на всхожесть и рост проростков 52
15 Антагонизм ионов 54
16 Значение листа в процессе корнеобразования 56
17 Определение зоны геотропического изгиба у корня и стебля 59
18 Задерживающее и стимулирующее действие гетероауксина на рост корней в зависимости от его концентрации 61
19 Задерживающее влияние света на рост растений 64
20 Развитие проростков пшеницы при выращивании в синем и красном спектре 2 66
21 Определение жизнеспособности семян 70
22 Влияние высокой температуры на проницаемость цитоплазмы 73
23 Защитное действие сахара на цитоплазму при замораживании 75
24 Определение активности амилаз в прорастающих семенах (по Вольгемуту) 78
25 Обнаружение нитратов в продукции растениеводства 80
1 Явление плазмолиза и деплазмолиза
Рис. 1. Обмен растительной клетки со средой энергией, веществом и информацией (по Т. В. Карнауховой, 1991)
Материалы и оборудование: 1) луковица синего лука или листья традесканции; 2) 1 М раствор сахарозы в капельнице; 3) лезвие бритвы; 4) скальпель; 5) пинцет; 6) препаровальная игла; 7) микроскоп; 8) предметные и покровные стекла; 9) стакан с кипяченой водопроводной водой; 10) стеклянная палочка; 11) кусочки фильтровальной бумаги; 12) спиртовка; 13) спички.
Вводные пояснения: Растительную клетку можно рассматривать как осмотическую систему, в которой роль раствора осмотически действующих веществ играет клеточный сок, а роль полупроницаемой перепонки - цитоплазматические мембраны. Клеточный сок, как и любой раствор, обладает потенциальным осмотическим давлением, которое прямо пропорционально числу частиц в единице объема независимо от размеров и характера этих частиц (молекулы, ионы). Раствор, отделенный от чистой воды полупроницаемой перепонкой (пропускающей воду и непроницаемой для растворенных веществ), сосет воду с силой, численно равной его осмотическому давлению, то есть давлению, которое нужно приложить, чтобы воспрепятствовать передвижению воды в сторону раствора.
Рис. 2. Схема строения молодой растительной клетки:
1 — ядро; 2 — ядрышко; 3 — ядерная оболочка; 4 — поры в ядерной оболочке; 5— митохондрии; 6 — хлоропласта; 7— диктиосомы аппарата Гольджи; 8— вакуоли; 9—клеточная стенка; 10 — плазмодесмы; 11 — эндоплазматический ретикулум; 12 — плазмалемма; 13— лизосома
Для каждой клетки можно подобрать следующие растворы: 1) гипотонический, осмотическое давление, которого меньше осмотического давления клеточного сока, 2) изотонический, имеющий осмотическое давление, равное осмотическому давлению клеточного сока, 3) гипертонический, осмотическое давление которого больше, чем давление клеточного сока.
При погружении клетки в гипертонический раствор вода из нее выходит наружу до выравнивания осмотических давлений клеточного сока и внешнего раствора. При этом клетка претерпевает следующие изменения: сначала она сокращается, а после полной потери тургора цитоплазма отстает от клеточной стенки по углам (уголковый плазмолиз), затем во многих местах (вогнутый плазмолиз) и, наконец, протопласт округляется (выпуклый плазмолиз).
Образующееся пространство между цитоплазмой и клеточной стенкой (хорошо проницаемой как для воды, так и для растворенных веществ) заполняется внешним раствором. В качестве плазмолитиков (веществ, растворы которых вызывают плазмолиз) используют неядовитые вещества, плохо проникающие или совсем не проникающие через цитоплазму в вакуоль.
Плазмолиз является обратимым процессом. Исчезновение плазмолиза называется деплазмолизом.
Ход работы:
1 Срезать бритвой кусочек эпидермиса, клетки которого содержат антоциан. Во избежание повреждения клеток эпидермиса желательно, чтобы срез состоял из двух слоев клеток;
2 Поместить срез в каплю воды на предметное стекло, накрыть покровным стеклом и рассмотреть в микроскоп клетки с окрашенным клеточным соком;
3 Заменить воду 1 М раствором сахарозы, для чего на предметное стекло рядом с покровным нанести каплю раствора и удалить излишки воды кусочком фильтровальной бумаги, прикладывая его с другой стороны покровного стекла. Повторить этот прием 2-3 раза до полной замены воды раствором. Все время следить в микроскоп за тем, что происходит в клетках;
4 Ввести под покровное стекло 2-3 капли воды, удалить раствор сахарозы фильтровальной бумагой, и немедленно приступить к наблюдению деплазмолиза клеток (обратить внимание на скорость этого процесса по сравнению с плазмолизом);
5 После окончания деплазмолиза «убить» клетки, держа край предметного стекла пинцетом и осторожно нагревая препарат на пламени спиртовки, не допуская испарения воды;
6 Заменить воду на 1 М раствор сахарозы и, рассматривая препарат в микроскоп, установить, происходит ли плазмолиз.
Задание:
1 Выполнив работу записать результаты наблюдений;
2 Зарисовать клетку в состоянии тургора, уголкового, вогнутого и выпуклого плазмолиза;
3 Используя наглядные материалы зарисовать и обозначить основные составные части клетки.